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» » Océanos primitivos sin oxígeno demoran el crecimiento de la vida

Los nuevos hallazgos dirigidos por un equipo de la Universidad de California en Riverside, modifican las ideas tradicionales sobre química de los océanos antiguos.

Geólogos de dicha Universidad, han encontrado indicios químicos en las rocas de hace 2,6 mil millones de años, que indican que los antiguos océanos de la Tierra no tenían oxígeno y, sorprendentemente, contenían abundante sulfuro de hidrógeno en algunas zonas.

"Somos los primeros en demostrar que esta abundancia de sulfuro de hidrógeno en el océano era posible en los inicios de la historia de la Tierra", afirmó Timothy Lyons, profesor de biogeoquímica e investigador principal del estudio, y que aparece en la edición de febrero de Geology. "Este sorprendente hallazgo se suma a la creciente evidencia que muestra que la química del océano antiguo era mucho más compleja de lo que imaginábamos, y que probablemente influyó en la evolución de la vida en la Tierra de forma inesperada, por ejemplo, retrasando la aparición y proliferación de grupos básicos de organismos."

En general, el sulfuro de hidrógeno en los océanos está ligado a la presencia de oxígeno en la atmósfera, debido a que pequeñas cantidades de oxígeno favorecen la meteorización de las rocas continentales, dando como resultado un sulfato, que a su vez, es transportado al mar por los ríos. Las bacterias, entonces, convierten este sulfato en sulfuro de hidrógeno.

Entonces, ¿qué paso en los antiguos océanos contienen sulfuro de hidrógeno en la casi ausencia de oxígeno, como indican las rocas de 2,6 millones de años? El equipo de la Universidad de California Riverside explica que la entrega de sulfato en un ambiente libre de oxígeno también se puede producir en cantidades suficientes a través de fuentes volcánicas, con las bacterias de procesamiento el sulfato en sulfuro de hidrógeno.

Concretamente, Lyon y sus colegas examinaron las rocas ricas en pirita, un mineral de sulfuro de hierro conocido como el oro de los tontos, que datan del eón arcaico de la historia geológica (hace de 3,9 a 2,5 mil millones años) y tipificaron el medio ambiente de muy poco oxigenado. Descubiertas en Australia Occidental, estas rocas han conservado las firmas químicas que constituyen algunos de los mejores registros de la historia evolutiva y temprana de la vida en el planeta.

Las rocas se formaron hará unos 200 millones años antes de que el oxígeno empezara a incrementarse, durante el llamado "Gran Evento de Oxidación", unos 2,4 mil millones de años atrás, y que ayudó a sentar las bases para la proliferación de la vida en la Tierra.

"Un trabajo previo nuestro, demostró la evidencia de sulfuro de hidrógeno en el océano hace más de 100 millones de años, antes de la primera acumulación apreciable de oxígeno en la atmósfera del Gran Evento de Oxidación", explicó Lyons. "Los datos que apuntan a la presencia de este sulfuro de hidrógeno hace 2,5 mil millones años, son las huellas de una oxigenación incipiente atmosférica Ahora, en cambio, nuestras evidencias apuntan a 2,6 mil millones años atrás. Es decir, 100 millones de años antes. mostrando que el oxígeno no era un requisito previo. La idea es que el sulfuro de hidrógeno fue potencialmente común durante mil millones o más años antes del Gran Evento de Oxidación, y que ese tipo de química oceánica tenía consecuencias fundamentales para la evolución inicial de la vida."

Clint Scott, el primer autor del trabajo de investigación, y estudiante graduado en el laboratorio de Lyon, señaló que el equipo también se sorprendió al encontrar que las rocas del arcaico no registraban ningún enriquecimiento de molibdeno, un micronutriente clave para la vida, que sirve como un servidor de acceso para el montante de oxígeno oceánico y atmosférico.

La ausencia de molibdeno, insistió Scott, indica la ausencia de alteración oxidativa de las rocas continentales en ese momento (los continentes son la principal fuente de molibdeno de los océanos). Por otra parte, el desarrollo de la vida temprana, como las cianobacterias, está determinada por la cantidad de molibdeno en el océano, sin este micronutriente las cianobacterias no podrían ser lo suficientemente abundantes como para producir grandes cantidades de oxígeno.

"El molibdeno estaba enriquecido, en nuestro estudio previo de rocas arcaicas de hace 2,5 mil millones de años, lo que se une a esos primeros indicios de oxigenación de la atmósfera como un presagio de la Gran Oxidación", añadió Scott. "La escasez de molibdeno depositado en las rocas 100 millones de años antes, sin embargo, refleja también su escasez en toda la columna de agua. Tales deficiencias de metal, sugieren que las cianobacterias probablemente pugnaron para producir oxígeno cuando se formaron estas rocas.

"Esta investigación tiene importantes implicaciones para la historia evolutiva de la vida en la Tierra", agregó Scott, "porque la evolución biológica, se inició y respondió a los cambios de la química oceánica. Estamos tratando de reconstruir las relaciones de causa-efecto que dieron como resultado, miles de millones de años más tarde, la propia evolución de los animales y, por último, a los humanos. Esto es realmente la historia de cómo hemos llegado hasta aquí."

Los primeros animales no aparecen en el registro fósil hasta hace unos 600 millones de años, casi dos mil millones de años después que las rocas estudiadas por Scott y su equipo. La constante acumulación de oxígeno, que se inició a finales del Arcaico, jugó un papel esencial en la evolución de nuevas formas de vida.

"La investigación futura debe centrarse en si las condiciones sulfurosas y libres de oxígeno eran prevalentes en todo el Arcaico, tal como predice nuestro modelo," apuntó.

Lyons y Scott estuvieron acompañados en este proyecto por Christopher Reinhard de la UCR; Andrey Bekker de la Universidad de Manitoba, Canadá; Bernhard Schnetger de la Universidad de Oldenburg, Alemania; Bryan Krapež de la Universidad Curtin de Tecnología de Australia Occidental, y Douglas Rumble III de la Institución Carnegie de Washington, Washington, DC. En la actualidad, Scott es un investigador postdoctoral en la Universidad McGill, Canadá.


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Editor del blog Pedro Donaire

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